سونامی
سونامي چگونه به وجود مي‌آيد؟
كلمه سونامي (tsunami) از كلمات ژاپني tsu (بندر) وnami (امواج) تشكيل شده است. سونامي موج يا رشته‌اي از امواج است كه در اقيانوس به دنبال زلزله هاي دريايي بوجود مي‌آيد.
اين امواج ممكن است صدها كيلومتر پهنا داشته باشد و هنگام رسيدن به ساحل به ارتفاع آن به 10.5 برسد.اين "ديوارهاي آب" با سرعتي تندتر از يك هواپيماي جت پهنه اقيانوس را مي‌پبمايند،به ساحل كوبيده مي‌شوند و تخريب وسيعي را باعث مي‌شوند.
براي درك سونامي بايد ساختمان موج را شناخت. امواج معمولي ما در كنار ساحل دريا يا در حوضچه‌هاي آب مي‌بينيم، از يك ستيغ(بالاترين نقطه موج) (crest)و يك ناوه (پايين‌‌ترين نقطه موج)(trough)تشكيل مي‌شوند.
امواج را به دو طريق اندازه مي‌گيرند:
*ارتفاع موج (wave heigth):فاصله بين ستيغ و ناوه.
*طول موج(wave length): فاصله افقي بين ستيغ دو موج متوالي.
بسامد يا فركانس امواج بر حسب زماني كف طول مي‌كشد تا دو موج متوالي از يك نقطه بگذرند – كه به آن دوره موج مي‌گويند- اندازه‌گيري مي‌شود.
هم سونامي‌ها و هم امواج معمولي داراي اين بخش‌ها هستند و به طريق مشابهي اندازه‌گيري مي‌شوند. اما تفاوت‌هاي زيادي ميان آن دو از لحاظ اندازه، سرعت، و منشا وجود دارد:
خصوصيت موج
موج ناشي از باد
موج سونامي
سرعت موج 8 تا 100 كيلومتر در ساعت 800 تا 1000 كيلومتر در ساعت
دوره موج 5 تا 20 ثانيه 10 دقيقه تا 2 ساعت
طول موج 100 تا 200 متر 100 تا 200 كيلومتر
امواج در اقيانوس‌ها به علل مختلفي مانند فعاليت‌هاي زيرآبي، فشار جوي، و كشش جاذبه رخ مي‌دهند، اما شايع‌ترين علت آنها باد است.
باد منبع انرژي موج حاصل است و اندازه سرعت باد به قدرت باد وابسته است. نكته مهمي كه بايد به خاطر داشت اين است كه امواج نشان‌دهنده حركت آب نيستند، بلكه حركت انرژي از طريق آب را نشان مي‌دهند.
تولد سونامي
شايع‌ترين علت سونامي‌ها زلزله‌هاي زيردريايي هستند. براي اينك بدانيم اين زلزله‌ها گونه رخ مي‌دهند، بايد "تكتونيك صفحه‌اي" را بشناسيم.
نظريه تكتونيك صفحه‌اي بين مي كند كه ليتوسفر يا بخش فوقاني كره زمين از چندين صفحه عظيم تشكيل شده است. اين صفحات قاره‌ها و كف درياها را مي‌سازند.
اين صفحات بر روي يك لايه زيرين چسبناك نيمه‌جامد به نام آستنوسفر قرار دارند. يك پاي سيب بريده‌شده را در نظر بگيريد، قشر بيروني كيك ليتوسفر و بخش داخلي داغ پركننده آن آستنوسفر است.
اين صفحات مدواما روي كره زمين با سرعتي در حد 2.5 تا 5 سانتي‌متر در سال در حال حركتند.
اين حركت بيش از همه در طول خطوط گسل( خط برش كيك را در نظر بگيريد) رخ مي‌دهد. حركت اين صفحات باعث بروز زلزله‌ها و آتش‌فشان‌ها مي‌شود كه در كف اقيانوس ها هم ممكن است رخ دهند و دو منشا احتمالي سونامي هستند.
هنگامي كه دو صفحه د ر ناحيه‌اي كه مرز صفحه‌اي ناميده مي‌شود در تلاقي با يكديگر قرار مي گيرند، صفحه سنگين‌تر به زير صفحه سبك‌تر مِي‌‌لغزد. اين پديده را لغزش به پايين(subduction) مي‌نامند. بروز پديده لغزش به پايين زيرآبي اغلب جاگذاري‌هاي فراواني به شكل گودال‌هاي عميق اقيانوسي در كف دريا ايجاد مي‌كند.
در برخي مواردهنگام بروز اين پديده بخشي از كف دريا كه به صفحه سبك‌تر متصل است ممكن است به علت فشار صفحه به زيررونده ناگهان به سمت بالا جابجا شود. نتيجه اين وضعيت بروز زلزله است. كانون زلزله نقطه‌اي درون زمين است كه براي اولين بار شكست در آن رخ مي‌دهد، صخره مي‌شكنند و اولين امواج لرزه‌اي بوجود مي‌آيند.
اپي‌سنتر يا مركز سطحي زلزله نقطه‌اي از سطح درياست كه مستقيما روي كانون زلزله قرار دارد.
هنگامي كه اين قطعه از صفحه به بالا مي‌پرد، ميليون‌ها تن صخره با نيرويي عظيم به بالا فرستاده مي‌شوند، انرژي اين نيرو به آب منتقل مي‌شود.اين انرژي آب را به بالاتر از سطح معمول دريا مي‌راند.به اين ترتيب سونامي زاده مي‌شود.
ديناميك سونامي
هنگامي كه آب به سمت بالا رانده مي‌شود، جاذبه بر روي آن عمل مي‌كند، وانرژي را به طور افقي به موازات سطح آب هدايت مي‌كند. سپس انرژي از ميان اعماق آب از مركز اوليه جنبش به اطراف گسترش مي‌يابد.
نيروي عظيمي كه بوسيله جنبش لرزه‌اي ايجاد مي‌شود سرعت باورنكردني سوناي را ايجاد مي‌كند.
سرعت واقعي سونامي با اندازه‌گيري عمق آب در نقطه‌ايي كه سونامي از آن مي‌گذرد، محاسبه مي‌شود.اين سرعت مساوي ريشه دوم حاصلضرب شتاب جاذبه در ميزان عمق آب است.
توانايي سونامي براي حفظ سرعتش مستقيما نحت تاثير عمق آب قرار دارد.سونامي درآب‌هاي عميق‌تر سريع‌تر حركت مي‌كند و در اب‌هاي كم‌عمق‌تر سرعتش كند مي‌شود.
بنابراين برخلاف امواج معمولي، انرژي راننده سونامي نه روي سطح آب بلكه از ميان آب حركت مي‌كند. ارتفاع سونامي معمولا تا هنگامي كه به كنار ساحل برسد بيش از يك متر نيست و معمولا قابل تشخيص نيست.
برخورد سونامي به ساحل
هنگامي كه سونامي به ساحل مي‌رسد، به شكل آشناي مرگبارش بدل مي‌شود.هنگامي كه سونامي به خشكي مي‌رسد، به آب كم عمق كنار ساحل ضربه مي‌زند.آب كم عمق و خشكي ساحلي باعث متراكم‌شدن انرژي مي‌شود كه آب منتقل مي‌كند.اين امر تغييرشكل سونامي را آغاز مي‌كند.
توپوگرافي كف دريا در اين محل و شكل ساحل بر ظاهر و رفتار سونامي تاثير مي‌گذارد.
همچنانكه سرعت موج كاهش مي‌يابد، ارتفاع آن به طور قابل‌توجهي بالا مي رود- انرژي متراكم‌شده آب را به سمت بالا مي‌راند.
سرعت يك سونامي معمول كه به خشكي نزديك مي شود تا 50 كيلومتر در ساعت كاهش مي‌يابد، و در مقابل ارتفاع آن تا 30 متر بالاي سطح دريا مي‌رسد. با افزايش ارتفاع موج حين اين فرآيند طول موج به شدت كاهش مي‌يايد.
شاهدي كه در كنار ساحل قرار دارد، بالا و پايين‌رفتن شديد آب را هنگامي كه سونامي قريب‌الوقوع است، مشاهده خواهد كرد.به دنبال آن ناوه واقعي سونامي به ساحل مي‌رسد. سونامي‌ها اغلب به صورت رشته‌هايي طغيان‌هاي قدرتمند و سريع آب و نه به صورت يك موج منفرد غول‌آسا تظاهر مي‌كنند.
البته ممكن است يك اُشترك (Bore) كه يك موج عمودي بزرگ است با جبهه‌اي زيروروكننده ظاهر شود.اُشترك‌ها اغلب با طغيان‌هاي سريع آب دنبال مي‌شوند، كه به خصوص باعث تخريب ساحل مي‌شود. پنج تا 90 دقيقه پس از ضربه اوليه ممكن است امواج ديگري به دنبال آيد- قطار موج سونامي، پس از حركت به صورت رشته‌اي از امواج در فواصلي طولاني، خود را به ساحل مي كوبد.
سونامي به خصوص اگر بدون هشدار قبلي به ساحلي برخورد كند، تلفات بسياري به بار مي‌آورد، و خط ساحلي با خاك يكسان مي‌كند و همه چيز را با خود به دريا مي‌كشاند.
منطقه‌اي كه در معرض بيشترين خطر تخريب قرار دارند، نواحي در حد فاصل 1.6 كيلومتري خط ساحلي، به خاطر طغيان آب و آوار پراكنده‌شده، و با ارتفاع كمتر از 15 متر از سطح دريا به خاطر ارتفاع امواج ضربه‌زننده است.
سونامي حتي مي‌تواند به علت خصوصيات متفاوت بستر دريا و ساحل به پناهگاه‌هاي دور از ساحل هم برسد
براي مثال يك منطقه حفاظت‌شده ساحلي با ورودي باريك يك مسير "شيپوري" ايجاد مي‌كند، كه باعث تشديد قدرت مخرب امواج مي‌شود. يا كانال رودخانه‌اي راه را براي نفوذ بيشتر سونامي به مناطق داخلي‌تر مي‌گشايد.
تا زماني كه يك سونامي به ساحل برخورد نكند، مشكل است نحوه تعامل آن را با خشكي پيش‌بيني كرد.
چه مناطقی از جهان را سونامی های عظیم تهدید می کند
در سالگرد وقوع زلزله ۹ ریشتری و سونامی ژاپن، کارشناسان حداقل ۶ نقطه دیگر جهان را در ترکیه، اندونزی، پرو، دریای کارائیب و مدیترانه نام میبرند که در معرض خطرهای مشابه قرار دارند. یک سال از وقوع زلزله عظیم ۹ ریشتری در ژاپن و سونامی و ویرانی های ناشی از آن می‌گذرد. این زلزله به ایجاد امواج سونامی به ارتفاع یک ساختمان ده طبقه و کشته شدن حداقل ۲۰هزار نفر منجر شد، رویدادی که اگرچه کم‌سابقه است اما به گزارش نشنال جئوگرافیک، حداقل ۶ نقطه دیگر در جهان هستند که در معرض چنین خطری و حتی به مراتب بزرگتر قرار دارند. شناخت این مناطق و آغاز عملیات ایمن‌سازی و آماده‌باش نیروهای نجات و امداد در آنها می‌تواند جان هزاران نفر را نجات بدهد. شهر کیسنوما زلزله ۹ ریشتری سال گذشته ژاپن به کشته شدن بیش از ۲۰هزار نفر در شهر کیسنوما – که در تصویر می‌بینید – و تمامی شهرهایی که در مسیر زلزله و سونامی ناشی از آن قرار داشتند، منجر شد. این در حالی است که مطالعات نشان می‌دهند آمادگی بسیارخوب کشور ژاپن برای مقابله با بلایای طبیعی و هشدار به‌موقع باعث شده ۹۰درصد از ساکنان مناطقی که در مسیر زلزله و سونامی قرار داشته‌اند و بالغ بر ۲۰۰هزار نفر می‌شدند، از آن جان سالم به در ببرند. کارشناسان می‌گویند حداقل شش نقطه دیگر روی زمین به دلیل شرایط جغرافیایی که دارند می‌توانند در معرض خطری مشابه قرار داشته باشند و حتی توسط امواج بلندتری تهدید شوند. شمال غربی آمریکای شمالی وقتی نوبت به امواج سونامی می‌رسد، زمین‌شناسان آمریکای شمالی را یکی از آسیب‌پذیرترین مناطق روی زمین می‌دانند. این منطقه به دلیل وجود صفحات تکتونیک در آن و منطقه فرورانش – منطقه‌ای که یک صفحات تکتونیک دارد از روی یک صفحه دیگر عبور می‌کند – می‌تواند بخش‌های ساحلی شمال کالیفرنیا را تا سواحل کانادا تهدید کند. زمین‌شناسان می‌گویند هر چندصدسال یکبار زلزله‌ای به بزرگی زلزله ویرانگر سال گذشته ژاپن یا بزرگتر از آن در این منطقه رخ می‌دهد. مطابق بررسی‌های انجام شده روی حلقه رشد درختان این منطقه که بر اثر زلزله از بین رفته‌اند، آخرین این زلزله‌های عظیم در سال‌های دهه ۱۷۰۰ رخ داده و سونامی ناشی از آن آنقدر عظیم بوده که بتواند افسانه آمریکایی وجود قایق روی شاخه درختان را به واقعیتی هولناک تبدیل کند. با این حال آمادگی مناطق ساحلی آمریکا قابل‌قیاس با ژاپن نیست. کارشناسان می‌گویند مردم ژاپن همیشه برای رویارویی با خطر زلزله آماده بوده‌اند اما چنین چیزی در مورد شهرهای ساحلی آمریکای شمالی صدق نمی‌کند. از سوی دیگر تخمین جمعیت این شهرها در زمان وقوع حادثه کار ساده‌ای نیست. آنها در روزهای کاری حدود ۱۰۰هزار نفر جمعیت دارند اما در روزهای تعطیل مخصوصا در فصل گردشگری ممکن است ۱۰ برابر این تعداد جمعیت داشته باشند. مدیترانه شرقی کمترین میزان مطالعات در مورد منطقه فرورانش و خطرات ناشی از حرکت صفحات تکتونیک در جهان مربوط به این بخش از مدیترانه است که سواحل جنوبی یونان و ترکیه را درمی‌گیرد. این زلزله که می‌تواند شهرهای قبرس را نیز تهدید کند، در ۲۰۰۰ سال گذشته حداقل دوبار رخ داده است. یکبار در ۳۶۵ بعد از میلاد و بار دوم در سال ۱۳۰۳/۶۸۲ که بزرگی آن بیش از ۸٫۵ ریشتر برآورده شده است. سونامی ناشی از این زلزله اسکندریه و مصر باستان را ویران کرده و به همین دلیل آسیب‌هایی که سونامی آینده می‌تواند به مصر وارد کند، یکی دیگر از نگرانی‌های متخصصان ژئوفیزیک است. نکته دیگر اینکه این منطقه هر ۱۰۰ سال یکبار شاهد یک یا دو سونامی است و به همین دلیل می‌تواند در برابر موج‌های آتی آن به شدت آسیب‌پذیر باشد. هیچ مرکزی برای هشدار سونامی در این مناطق وجود ندارد و شهرهای پرجمعیت ساحلی منطقه در تابستان میلیون‌های گردشگر را در خود جا می‌دهند. پرو، شهر ساحلی لیما کرانه‌های ساحلی پرو هم از دیگر مناطق فرورانشی به شمارش می‌روند که تاکنون شاهد زلزله‌های بزرگ بوده‌اند. به عنوان مثال از سال ۱۵۴۳/۹۲۲ تاکنون شهر لیما که در تصویر می‌بینید، سه بار به وسیله امواج زلزله و سونامی ناشی از آن تقریبا به طور کامل ویران شده است. کارشناسان می‌گویند امروزه قدرت ساختمان‌های این شهر در برابر امواج زلزله به‌مراتب بیشتر شده اما جمعیت زیاد آن می‌تواند لیما را به یکی از شهرهایی که باید متخصصان نگران آن باشند، تبدیل کند. دریای کارائیب در منطقه کارائیب نگرانی‌های دیگری هم وجود دارد. در این منطقه زلزله‌های کوچکتر هم می‌تواند امواج بلندی را ایجاد کند، مخصوصا اگر در زیر آب رخ بدهد. کارشناسان می‌گویند زلزله ۷ ریشتری هائیتی که در سال ۲۰۱۰/۱۳۸۸ اتفاق افتاد اگر در این منطقه رخ دهد، می‌تواند امواجی به بلندی ۳ متر ایجاد کند. در حال حاضر محققان برای بررسی دقیق‌تر خطر این سونامی، عملیات حفاری را در آتشفشان‌های باستانی منطقه آغاز کرده‌اند. به گفته آنها یکی از مناطقی که می‌تواند در معرض خطر قرار بگیرد، جزایر ویرجین است که در سال ۱۸۶۷/۱۲۴۶ زلزله‌ای به بزرگی ۷٫۵ ریشتر و سونامی ناشی از آن را تجربه کرده است. نکته حائز اهمیت دیگر خطری بالقوه‌ای است که هنگام وقوع زلزله کشتی‌های تفریحی و چندین هزار نفر سرنشین و خدمه آنها را تهدید خواهد کرد. ناخدای یکی از این کشتی‌ها می گوید در صورت وقوع زمین‌لرزه می‌تواند ظرف مدت ۵ دقیقه بندر را ترک کند اما در عمل و با توجه به ترافیک ساحلی و وحشتی که زلزله ایجاد خواهد کرد، این کار غیرممکن به نظر می‌رسد. از طرف دیگر اگر کشتی‌ها با این سرعت بندر را ترک کنند، هزاران نفر کنار ساحل باقی خواهند ماند و در معرض موج‌های بلند سونامی قرار خواهند گرفت، آنهم در منطقه‌ای که با زلزله‌ای به بزرگی ۷ ریشتر باید آماده از راه رسیدن امواج بلند سونامی باشد. ترکیه یکی از خطرناک‌ترین گسل‌های ترکیه، گسل آناتولی شمالی است که از سال ۱۹۳۹/۱۳۱۸ و به شکلی کاملا متفاوت در زمان و بزرگی وقوع زلزله باعث ایجاد زلزله‌های متعدد شده است. یکی از زلزله‌های ناشی از این گسل، زلزله سال ۱۹۹۹ ازمیر به بزرگی ۷٫۴ ریشتر است که به کشته شدن بیش از ۱۷هزار نفر منجر شده و باعث شد سونامی کوچکی در دریای مرمره – میان دریای سیاه و دریای اژه رخ بدهد. این سونامی عامل خرابی‌ها نبود اما زمین‌شناسان می‌گویند بخش دیگری از گسل آناتولی شمالی که احتمال می‌رود از زیر دریای مرمره عبور کند، می‌تواند عامل ایجاد امواج به‌مراتب بلندتری باشد که به استانبول خواهند رسید. این شهر میلیون‌ها نفر جمعیت دارد و معماری شهری آن چیزی نیست که بتواند در برابر این امواج مقاومت کند. آنها هشدار می‌دهند که اگر حتی زلزله‌ای به بزرگی ۷٫۵ ریشتر در دریای مرمره رخ دهد، لرزش و موج ناشی از آن یک فاجعه انسانی را رقم خواهد زد. اندونزی زمین‌لرزه ۸٫۷ ریشتری اندونزی، سوماترا و سونامی ناشی از آن در سال ۲۰۰۴/۱۳۸۳ که به کشته شدن بیش از ۲۰۰هزار نفر منجر شد هم نتوانسته انرژی نهفته زمین در این منطقه فرورانش را خنثی کند. هنوز گسل دیگری در اعماق آب و جایی زیر جزیره سوماترا قرار دارد که از زلزله بزرگ سال ۱۸۳۳/۱۲۱۲ تاکنون انرژی خود را آزاد نکرده است. در امتداد این گسل شهرهای به‌مراتب بزرگتر و پرجمعیت‌تری وجود دارند که خطر زلزله و سونامی ناشی از آن می‌تواند آنها را تهدید کند.